Nghiên cứu thiết kế các phương pháp mã hóa không gian thời gian cho mạng di động 4G

Nghiên cứu thiết kế các phương pháp mã hóa không gian thời gian cho mạng di động 4G Nghiên cứu thiết kế các phương pháp mã hóa không gian thời gian cho mạng di động 4G Nghiên cứu thiết kế các phương pháp mã hóa không gian thời gian cho mạng di động 4G luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Trần Quang Hào NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ CÁC PHƯƠNG PHÁP MÃ HĨA KHƠNG GIAN – THỜI GIAN CHO MẠNG DI ĐỘNG 4G Chuyên ngành : Kỹ thuật truyền thông LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT TRUYỀN THÔNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : PGS.TS NGUYỄN VĂN ĐỨC Hà Nội – 2013 Mục lục DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC HÌNH VẼ DANH MỤC BẢNG BIỂU LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG I: NHỮNG VẤN ĐỀ CỦA KÊNH TRUYỀN VÔ TUYẾN BĂNG RỘNG 10 1.1 Giới thiệu 10 1.1.1 1.2 Mơ hình hệ thống thu phát vô tuyến 11 Những thách thức kênh vô tuyến băng thông rộng 13 1.2.1 Suy hao đường truyền 13 1.2.2 Hiệu ứng che khuất 16 1.2.3 Fading 17 1.3 Hệ thống MIMO 19 1.3.1 Mơ hình MIMO 19 1.3.1 Dung lư ng hệ thống MIMO 20 1.3.2 Phân tập 23 CHƯƠNG II: MÃ HĨA KHƠNG GIAN THỜI GIAN 31 2.1 Mã khối không gian – thời gian (STBC) 31 2.1.1 S đồ Alamouti 32 2.1.2 Giải mã Maximum Likelihood 33 2.1.3 S đồ Alamouti mở rộmg 36 2.2 Mã lưới không gian – thời gian (STTC) 42 2.2.1 S đồ 42 2.2.2 Thiết kế từ mã không - thời gian 47 2.2.3 Mã hóa/giải mã STTC kênh fading phẳng 49 2.3 Mã lớp không gian – thời gian (V-Blast) 52 2.3.1 Kiến trúc V-BLAST 52 2.3.2 Bộ thu V-Blast Zero-Forcing 54 2.3.3 Bộ thu V-Blast Minimum Mean-Squared Error 62 CHƯƠNG III: KIẾN TRÚC HỆ THỐNG VÀ THAM SỐ KÊNH TRUYỀN 4G-LTE HƯỚNG XUỐNG 68 3.1 Tổng quan 4G-LTE 68 3.1.1 Giới thiệu công nghệ LTE 68 3.1.2 Những đặc điểm bật mạng di động 4G-LTE 72 3.2 Kiến trúc hệ thống 4G-LTE hướng xuống 73 3.3 Các tham số hệ thống 76 3.4 Tham số kênh truyền 76 3.5 Kỹ thuật đa truy nhập cho đường xuống OFDMA 77 3.5.1 Kỹ thuật đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao OFDMA 77 3.5.2 Nguyên lý c công nghệ OFDMA 81 3.5.3 Ưu điểm công nghệ OFDMA 83 CHƯƠNG IV : KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ 84 4.1 S đồ hệ thống MIMO OFDM đư c sử dụng 85 4.2 Các chuẩn 3GPP sử dụng hệ thống 86 4.2.1 Định dạng khung liệu 86 4.2.2 Cấu trúc khe liệu( Slot) 87 4.2.3 Tín hiệu quy chiếu( cell-specific reference signal) 88 4.3 Kết mô 89 KẾT LUẬN 94 DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT STT Từ viết tắt Giải nghĩa tiếng Anh Multiple Input Multiple Output Giải nghĩa tiếng Việt Hệ thống đa anten phát thu MIMO OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo tần số trực giao LTE Long Term Evolution Cải tiến lâu dài 4G The fourth Generation of mobile communication Mạng di động hệ thứ GSM Global System for Mobile communications Hệ thống di động toàn cầu CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã STBC Space Time Block Code Mã hóa khối khơng gianthời gian STTC Space Time Trellis Code Mã không gian thời gian Trellis SFBC Space Frequency Block Code Mã hóa khối khơng giantần số 10 STMLD Space-Time Maximum Likelyhood Decoder Bộ giải mã h p lẽ tối đa 11 PAPR Peak to Average Power Ratio Tỉ số đỉnh – cơng suất trung bình 12 AWGN Additive White Gaussian Noise Nhiễu tạp âm trắng 13 BER Bit Error Rate Tỷ lệ lỗi bít 14 RMS Root Mean Square Trải trễ trung bình 15 CSI Information of the Channel State Thông tin trạng thái kênh 16 DFT Discrete Fourier Transform Biến đổi Fourier rời rạc 17 FCF Frequency Correlation Function Hàm tư ng quan tần số 18 CCF Cross Corelation Function Hàm tư ng quan chéo 19 FFT Fast Fourier Transform Biến đổi fourier nhanh 20 GI Guard Interval Khoảng bảo vệ 21 ICI Inter-carrier Interference Nhiễu liên sóng mang 22 IDFT 23 IFFT 24 V-BLAST 25 SINR Inverse Discrete Fourier Transform Inverse Fast Fourier Transform Diagonal-Bell Laboratories Layered Space-Time Signal to Interference plus Noise Ratio Biến đổi Fourier rời rạc ngư c Biến đổi Fourier nhanh ngư c Mã lớp không gian – thời gian Tỉ lệ cơng suất tín hiệu nhiễu DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Mơ hình hệ thống thông tin số vô tuyến 12 Hình 1.2: Quá trình truyền không gian tự 15 Hình 1.3: Hiệu ứng che khuất đường truyền tín hiệu 17 Hình 1.4: Thời gian trễ τ tương ứng với thời gian đáp ứng kênh truyền 18 Hình 1.5: Mơ hình hệ thống MIMO sử dụng Nt anten phát Nr anten thu 20 Hình 1.6 ênh truyền nhiễu Gauss tr ng song song 21 Hình 1.7 : Mơ hình kết hợp lựa chọn 25 Hình 1.8: Mơ hình kết hợp tối đa hóa tỷ lệ kết hợp 26 Hình 1.9: Mơ hình phân tập phát vịng đóng 30 Hình 2.1 Sơ đ lamouti anten phát v anten thu 32 Hình 2.2 ác sym ol phát v thu sơ đ lamouti 33 Hình 2.3: Sơ đ hệ thống g m anten phát v M anten thu 36 Hình 2.4: ết hợp Maximum Ratio với v anten 38 Hình 2.5: Sơ đ khối mã lưới STT 42 Hình 2.6 Sơ đ mã lưới 43 Hình 2.7 mã lưới k v n 44 Hình 2.8 ưới mã v sơ đ tr ng thái với k v n 44 Hình 2.9: Mã hóa lưới khơng - thời gian với 4-PSK 50 Hình 2.10 Hệ thống V-BLAST 53 Hình 2.11 Máy thu V-BLAST Zero-forcing 59 Hình 2.12 Máy thu V-BLAST MMSE 66 Hình 3.1 Sơ đ khối phía phát TE downlink 74 Hình 3.2 Sơ đ khối phía thu TE đường xuống 75 Hình 3.3 Sơ đ hệ thống thơng tin sử dụng điều chế OFDM 79 Hình 3.4 Dải ăng tần sử dụng OFDM 80 Hình 3.5 ấp phát liệu đến user 81 Hình 3.6 Sơ đ khối hệ thống OFDM 82 Hình 4.1 Sơ đ hệ thống ên phát 85 Hình 4.2: Sơ đ hệ thống ên thu 85 Hình 4.3 ấu trúc frame cho chế đ FDD 86 Hình 4.4: ấu trúc frame cho chế đ TDD 86 Hình 4.5 ấu trúc mapping liệu 87 Hình 4.6 ác vị trí tương tứng tín hiệu pilot 89 Hình 4.7 SER hệ thống TE MIMO-OFDM với Q M4 Q M16 Q M64 90 Hình 4.8 SER phương pháp ước lượng tuyến tính v lọc S 90 Hình 4.9 SER phương pháp lọc S v lọc MMSE 91 Hình 4.10 MSE phương pháp lọc S v lọc MMSE 91 Hình 4.11 SER lo i mã hóa khơng gian thời gian ứng với tham số ds du khác 92 DANH MỤC BẢNG BIỂU ảng 1.1: ảng 3.1: ảng 3.2: ảng 3.3: ảng 3.4: ác kí hiệu tham số kênh truyền vô tuyến 14 ác đặc điểm cơng nghệ TE 69 ác tham số hệ thống TE 76 ác tần số Doppler xác định cho mơ hình kênh TE 76 ác đặc tính cơng suất trễ mơ hình kênh TE 76 LỜI NĨI ĐẦU Với tích h p Internet ứng dụng multimedia truyền dẫn không dây hệ yêu cầu tốc độ truyền dẫn liệu cao băng tần rộng Nhưng tần số vô tuyến hữu hạn nên để dẫn tốc độ cao đạt đư c kỹ thuật xử lý tín hiệu hiệu h n Hiện nay, mạng di động 4G đư c coi hệ thống mạng di động đư c triển khai Hệ thống đ i hỏi phải có dung lư ng cao h n tin cậy h n sử dụng băng thông hiệu h n khả kháng nhiễu tốt h n Hệ thống thông tin truyền thống phư ng thức gh p kênh c khơng c n có khả đáp ứng đư c yêu cầu hệ thống thông tin tư ng lai Những nghiên cứu lý thuyết thông tin cho thấy hệ thống nhiều anten thu phát (MIMO) kết h p với kỹ thuật OFDM cho độ l i lớn dung lư ng kênh vô tuyến Kênh MIMO đư c tạo với nhiều phần tử anten hai đầu kênh truyền Mã không gian thời gian kỹ thuật xử lý tín hiệu nhằm mục đích đạt đư c dung lư ng tốt cho hệ thống MIMO Công nghệ LTE đư c nghiên cứu chuẩn hóa tổ chức 3GPP2 từ đầu năm 2004 đư c chuẩn hóa cơng nhận rộng rãi tồn giới với chuẩn LTE LTE Advanced theo nhiều phiên khác Các nhà phát hành mạng, nhà sản xuất điện thoại giới c ng dần có sản phẩm thư ng mại 4G-LTE Ở Việt Nam việc triển khai mạng di động 4G-LTE dừng lại bước triển khai thử Do việc nghiên cứu, khảo sát đánh giá hiệu lựa chọn thông số hệ thống LTE nhận đư c nhiều quan tâm giới khoa học Để nâng cao kiến thức lĩnh vực c ng tìm hiểu phư ng pháp tối ưu ứng dụng cho mạng 4G đề tài trình bày về: Nghiên cứu thiết kế phư ng pháp mã hóa khơng gian - thời gian cho mạng di động 4G Sau cố gắng nỗ lực học hỏi, nghiên cứu, luận văn thu đư c kết bước đầu việc sử dụng phư ng pháp tạo kênh MIMO với tham số kênh LTE, với kết mơ phân tích tỷ lệ lỗi ký tự (SER), sai số kênh truyền (MSE) cho hệ thống 4G-LTE việc sử dụng lọc ước lư ng kênh truyền khác nhau, từ đưa khuyến nghị ứng dụng cho hệ thống Tôi xin chân thành cảm ơn thầy PGS.TS Nguyễn Văn Đức tận tình bảo giúp đỡ tơi suốt thời gian hồn thành luận văn Với thời gian kiến thức hạn hẹp nên đồ án khơng tránh khỏi tồn nhiều thiếu sót Tơi mong nhận bảo, góp ý thầy cô bạn để phát triển đề tài tốt  Sóng mang d ng để mang kí tự dẫn đường (pilot): có loại pilot subcarrier kí tự pilot có vị trí cố định kí tự pilot có vị trí thay đổi Các kí tự dẫn đường đư c d ng để ước lư ng kênh truyền phía thu  Các sóng mang đư c sử dụng user đư c d ng để mang liệu user [12] Hình 3.5 Cấp phát liệu đến user Dữ liệu người d ng đư c ánh xạ vào miền chữ nhật Miền chữ nhật với tung độ subchannel( tổ h p subcarriers theo qui luật C n trục hồnh kí hiệu OFDM Đ n vị OFDM Slot, Slot Sub-channel với 1, or kí hiệu OFDM tùy thuộc chế độ hốn vị khác (hoán vị phan tán liền kề) 3.5.2 Nguyên ý c công nghệ OFDMA Về nguyên lý, OFDMA phát triển dựa công nghệ OFDM nên có nhiều điểm giống So với OFDM OFDMA nguyên lý đa truy nhập/ ghép kênh cung cấp khả gh p kênh luồng liệu từ nhiều người d ng kênh hướng xuống đa truy nhập hướng lên nhờ kênh hướng lên 81 X(n) User User xf(n) x(n) Điều chế thích ứng Cấp phát sóng mang với điều chế khác Điều chế thích ứng Chèn dải bảo vệ IDFT P/S Điều chế thích ứng User N h(n) Suy Công suất tổng cực đại UserK Bộ cấp phát tài nguyên Tách sóng mang cho UserK DFT Kênh giảm tín hiệu yf(n) y(n) Y(n) Giải điều chế thích ứng Giải điều chế thích ứng Thơng tin kênh từ UserK Tách chuỗi bảo vệ Giải điều chế thích ứng + S/P AWGN w(n) Hình 3.6 Sơ đ khối hệ thống OFDMA Đầu vào hệ thống OFDMA s đồ hình 3.6 người dùng khác với thơng số khác đư c cấp phát sóng mang điều chế khác Tùy thuộc vào tài nguyên hệ thống thông tin kênh từ người dùng cấp phát tài nguyên cấp phát cho người d ng khác c ng khác Sóng mang người dùng đư c chuyển tới điều chế thích ứng riếng Qua điều chế thích ứng đư c đưa tới khối IDFT, khối tính tốn mẫu thời gian tư ng ứng với kênh nhánh miền tần số Sau khoảng bảo vệ đư c chèn vào để giảm nhiễu xuyên kí tự ISI truyền kênh di động vô tuyến đa đường Sau lọc phía phát định dạng tín hiệu thời gian liên tục chuyển đổi lên tần số cao để truyền kênh Trong trình truyền, kênh có nguồn nhiễu gây ảnh hưởng nhiễu trắng AWGN Và ảnh hưởng suy giảm tín hiệu 82 Ở phía thu, tín hiệu đư c chuyển xuống tần số thấp tín hiệu rời rạc đạt đư c lọc thu Khoảng bảo vệ đư c loại bỏ mẫu đư c chuyển từ miền thời gian sang miền tần số phép biến đổi DFT dùng thuật tốn FFT Sau t y thuộc vào việc cần khôi phục lại thông tin cho người dùng nào, khối tách sóng mang vào cấp phát tài nguyên để tách riêng sóng mang tư ng ứng cho người dùng Cuối qua điều chế thích ứng cho người dùng thứ k thơng tin người d ng đư c khơi phục lại hồn tồn 3.5.3 Ưu điểm công nghệ OFDMA Đư c phát triển dựa công nghệ OFDM thừa kế đư c ưu điểm OFDM Bên cạnh kỹ thuật khác để đáp ứng quản lý đa truy nhập cơng nghệ OFDMA có ưu điểm vư t trội:  Có khả phục vụ lúc nhiều người dùng với nhiều dịch vụ yêu cầu QoS  Cho phép thích ứng với nhiều dạng điều chế sóng mang QPSK 6-QAM, 64-QAM 256- QAM  Có khả cho ph p phân chia sóng mang đa ứng dụng  Tạo đa dạng tần số cách trải tất sóng mang phổ tần sử dụng Cho phép hệ thống làm việc với 100% tần số tái sử dụng nhờ kỹ thuật hốn vị sóng mang đặc biệt 83 CHƯƠNG IV : KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ Kết nghiên cứu dựa nghiên cứu đư c công bố báo A performance Study of LTE MIMO-OFDM Systems Using the Extended One-Ring MIMO Channel Model [1] , mơ hình mở rộng One-Ring cho hệ thống MIMO-OFDM báo A novel wideband space-time channel simulator based on the geometrical one-ring model with applications in MIMO-OFDM systems [2], với nghiên cứu đăng CHANNEL ESTIMATION FOR LTE DOWNLINK [3] Hệ thống MIMO-OFDM [1] sử dụng phư ng thức mã hóa SFBC cho 2-2 MIMO-OFDM, mơ hình kênh truyền Extended One-Ring cho kết tốt Nghiên cứu sử dụng mô hình kênh truyền Spatial Channel Model for MIMO theo 3GPP TR 25.996[5] Hệ thống MIMO-OFDM đư c sử dụng đưa vào số chuẩn:  Chuẩn định dạng khung khe liệu theo 3GPP TS 36.211 V10 [4]  Sử dụng mẫu tin quy chiếu mẫu tin dẫn đường để ước lư ng kênh truyền 3GPP TS 36.211 V10 [4] Dưới kết nghiên cứu mô hệ thống 84 4.1 đ hệ thống I F đư c sử dụng Hình 4.1 Sơ đ hệ thống bên phát Hình 4.2: Sơ đ hệ thống bên thu D ng bit đầu vào, sau qua biến đổi nối tiếp-song song, đư c điều chế băng tần c sở, mã hóa SFBC STBC ánh xạ vào điểm liệu lưới liệu, với việc chèn mẫu tin dẫn đường Mẫu tín hiệu đư c biến đổi IFFT, thêm chuỗi bảo vệ truyền vào anten Q trình “zero padding” thực chất biến đổi kích thước mẫu tín hiệu phù h p với q trình FFT IFFT sau 85 Ở đầu thu, tín hiệu nhận đư c, sau loại bỏ chuỗi bảo vệ, đư c biến đổi FFT trở lại miền tần số, “zero unpadding” sau tách mẫu tin dẫn đường khỏi phần tin tức Mẫu tin dẫn đường đư c đưa vào ước lư ng kênh để khôi phục hệ số kênh truyền Dựa vào hệ số kênh truyền khơi phục lại tin tức 4.2Các chuẩn 3GPP sử dụng hệ thống 4.2.1 Định dạng khung liệu Đư c chia thành loại: Loại 1: One radio frame, Tf = 307200Ts = 10 ms One slot, Tslot = 15360Ts = 0.5 ms #0 #1 #2 #3 #18 #19 One subframe Hình 4.3 Cấu trúc frame cho chế đ FDD Đư c sử dụng cho phư ng thức song công bán song cơng FDD Mỗi khung liệu có Tf  307200 Ts  10 ms ,bao gồm 20 khe đánh số từ 0->19, với Tslot  15360 Ts  0.5 ms Loại 2: One radio frame, Tf = 307200Ts = 10 ms One half-frame, 153600Ts = ms One slot, 30720Ts Tslot=15360Ts Subframe #0 Subframe #2 Subframe #3 Subframe #4 Subframe #5 Subframe #7 One subframe, 30720Ts DwPTS GP UpPT S DwPTS GP Hình 4.4: Cấu trúc frame cho chế đ TDD 86 UpPT S Subframe #8 Subframe #9 Đư c d ng cho phư ng thức TDD Một khung( frame) có bao gồm haft-frame với 153600Ts  ms , Tf  307200 Ts  10 ms , haft-frame gồm subframe có chu kì 30720 Ts  ms 4.2.2 Cấu trúc khe liệu( Slot) One downlink slot Tslot DL N symb OFDM symbols DL RB k  N RB N sc  Resource element N scRB DL N RB  N scRB subcarrier s subcarrier s Resource block resource DL N symb  N scRB elements (k , l ) k 0 l0 DL l  N symb 1 Hình 4.5 Cấu trúc mapping liệu DL RB DL N sc sóng mang N symb Một slot bao gồm N RB kí hiệu, tạo thành lưới liệu( resource grid) slot đư c chia thành khối, khối gồm N scRB song mang DL RB N sc  Thông tin resource grid đư c đánh số theo k, l  với k  0, , N RB DL l  0, , N symb  số miền tần số thời gian 87 4.2.3 Tín hiệu quy chiếu( cell-specific reference signal) Đư c truyền tất subframe downlink hỗ tr kênh truyền Physical Downlink Shared Channel ( PDSCH ), tất cổng anten, với f  15 kHz Trong mơ phỏng, tín hiệu quy chiếu đư c sử dụng tín hiệu dẫn đường cho mục đích ước lư ng kênh Tạo chuỗi quy chiếu rl ,ns (m)  1   c(2m)  j  1   c(2m  1), max,DL m  0,1, ,2 N RB  với  1 for normal CP cell cell cinit  210  7  ns  1  l  1  N ID    N ID  N CP , N CP   0 for extended CP c(n)  x1 (n  N C )  x2 (n  N C ) mod x1 (n  31)  x1 (n  3)  x1 (n) mod x2 (n  31)  x2 (n  3)  x2 (n  2)  x2 (n  1)  x2 (n)  mod x1 (0)  1, x1 (n)  0, n  1,2, ,30 x1 (0)  1, x1 (n)  0, n  1,2, ,30 Chèn mẫu tin dẫn đường( pilot) vào lưới thời gian-tần số Tín hiệu rl ,ns (m) đư c chèn vào vị trí ak( ,pl) lưới thời gian-tần số ak( ,pl)  rl ,ns (m' ) với k  6m  v  vshift  mod DL 0, N symb  if p  0,1 l 1 if p  2,3 DL m  0,1, ,2  N RB 1 max,DL DL m  m  N RB  N RB 0 3  3 v 0 3(ns mod 2)  3  3(ns mod 2) if if if if if if p  and l  p  and l  p  and l  p  and l  p2 p3 cell vshift  N ID mod Vị trí chèn pilot vào resource grid hình 88 One antenna port R0 R0 R0 R0 R0 R0 R0 R0 l0 l6 l0 l6 Resource element (k,l) Two antenna ports R0 R0 R0 R0 R1 R0 R0 R0 Four antenna ports R0 R0 l0 R0 odd-numbered slots Antenna port l0 R2 R1 R3 R2 R1 l6 l0 even-numbered slots R3 R2 R1 R1 l6 l6 R1 R1 R0 l6 l0 even-numbered slots R1 R1 R0 Reference symbols on this antenna port l6 l0 R1 R0 R0 l0 l6 Not used for transmission on this antenna port R1 R1 l6 l0 R0 R1 R1 R0 l0 R1 R1 R3 R2 l6 odd-numbered slots l0 R3 l6 l0 even-numbered slots Antenna port l6 odd-numbered slots Antenna port l0 l6 l0 even-numbered slots l6 odd-numbered slots Antenna port Hình 4.6 Các vị trí tương tứng tín hiệu pilot 4.3Kết mơ Thực mơ hệ thống 2-2 MIMO-OFDM, mơ hình kênh truyền Spatial Channel Model phư ng th c điều chế QAM 64 mã hóa SFBC ước lư ng kênh tuyến tính ước lư ng sử dụng lọc LS (Least Square) Tỉ lệ lỗi ký tự hệ thống ứng với mức điều chế QAM4, QAM16, QAM64 với lọc LS (Least Square) 89 Hình 4.7 SER hệ thống LTE MIMO-OFDM với QAM4, QAM16, QAM64 Tỉ lệ lỗi ký tự hệ thống ứng với ước lư ng tuyến tính (linear), lọc LS lọc MMSE Hình 4.8 SER phương pháp ước lượng tuyến tính b lọc LS 90 Hình 4.9 SER phương pháp lọc LS b lọc MMSE Sai số bình phư ng kênh truyền ứng với lọc LS MMSE, ta thấy với SNR thấp khả sửa sai lọc MMSE cho kết tốt h n hẳn Hình 4.10 MSE phương pháp b lọc LS b lọc MMSE 91 Ngoài ta so sánh khả loại mã hóa khơng gian thời gian ứng với tham số khoảng cách ds du khác mơ hình kênh MSC Hình 4.11 SER lo i mã hóa không gian thời gian ứng với tham số ds du khác Từ hình ta nhận x t đư c rằng, hệ thống MIMO-OFDM sử dụng s đồ mã hóa khơng gian tần số (SFBC) với khoảng cách anten phía (eNB) 10λ phía thu (UE) λ∕2 cho kết tỷ lệ lỗi bit thấp nhất, SFBC s đồ mã hóa tốt cho hệ thống Với việc sử dụng khoảng cách anten phát (eNB) 10λ phía thu (UE) λ∕2 việc sử dụng s đồ mã hóa STBC cho kết thấp h n tốt h n kết sử dụng s đồ mã hóa VBLAST- cho kết tỷ lệ lỗi bit cao Nhận xét: Từ kết mô ta kết luận đư c rằng: - Khi tăng khoảng cách phần tử anten eNB có ảnh hưởng lớn h n việc tăng c ng khoảng UE 92 - Các giá trị tối ưu cho việc cài đặt khoảng cách anten phía UE λ∕2 phía eNB 10 λ - Nên cần nhắc sử dụng s đồ mã hóa SFBC cho hệ thống Nghiên cứu theo đư c kiến trúc LTE theo chuẩn GPP Thông số sử dụng cho mô dành cho khung liệu với băng tần MHz Mô cho kết tốt d chưa áp dụng phư ng pháp mã sửa sai hệ thống 93 KẾT LUẬN Sau trình học tập, nghiên cứu, với hướng dẫn gi p đỡ tận tình thầy cơ, tác giả tìm hiểu đư c nhiều thơng tin hệ thống MIMO-OFDM, mơ hình kênh truyền phư ng pháp mã hóa kênh c ng tổng quan mạng di động 4G-LTE Tác giả hoàn thành luận văn với số đóng góp sau: - Phư ng pháp mô kênh cho kênh MIMO với tham số 4G-LTE dựa mơ hình Spatial Channel Model - Phân tích hàm tư ng quan ch o CCF để đưa khuyến nghị lựa chọn khoảng cách tối ưu cho ăng ten phát thu - Phân tích tỷ lệ lỗi ký tự (SER) hệ thống MIMO-OFDM ứng dụng cho LTE hướng xuống việc sử dụng phư ng pháp mã hóa khác đưa phư ng pháp mã hóa tối ưu cho hệ thống Tuy đóng góp tác giả chưa nhiều c ng gi p tác giả thu đư c nhiều kiến thứ quý giá kết bước đầu để tiến đến tìm hiểu, nghiên cứu sâu h n ứng dụng MIMO-OFDM cho mạng di động 4G-LTE Tác giả xin chân thành cảm n hướng dẫn tận tình PGS.TS Nguyễn Văn Đức, thầy cô khoa Điện tử-Viễn thông bạn bảo gi p đỡ đóng góp ý kiến giúp tác giả hoàn thành luận văn 94 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Văn Đức 2006 Lý thuyết ứng dụng kỹ thuật OFDM”,NXB Khoa học kỹ thuật [2] Thuong Nguyen Canh, Van Duc Nguyen, Phuong Dang, Luong Pham Van, Thu Nga Nguyen and Matthias Pätzold A Performance Study of LTE MIMO-OFDM Systems Using the Extended One-Ring MIMO Channel Model [3] Asad Mehmood Waqas Aslam Cheema CHANNEL ESTIMATION FOR LTE DOWNLINK [4] 3GPP TS 36.211 V10.3.0 (2011-09) 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical Channels and Modulation (Release 10) [5] 3GPP TR 25.996 V9.0.0 (2009-12)3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Spatial channel model for Multiple Input Multiple Output (MIMO) simulations (Release 9) [6] M Jiang and L Hanzo Multi-user MIMO-OFDM for next-generation wireless Proc of the IEEE vol 95, pp 1430-1469, July 2007 [7] L.L Scharf Statistical Signal Processing Addison-Wesley, 1991, Chapter 9, p.365 [8] V.D Nguyen and H.-P Kuchenbecker Using CSI and modulation to improve interference cancellation performance for OFDM systems Proc IEEE Int.Conf.on Commun., IEEE ICC 2004, pp.2543–2547, Paris, France, June 2004 [9] www.vntelecom.org 95 ... i mã không gian – thời gian xét cấu trúc mã, bao g m: Mã khối không gian – thời gian (STBC), mã lưới không gian – thời gian (STTC), mã lớp không gian – thời gian (V-BLAST) 2. 1Mã khối khơng gian. .. hiểu phư ng pháp tối ưu ứng dụng cho mạng 4G đề tài trình bày về: Nghiên cứu thiết kế phư ng pháp mã hóa khơng gian - thời gian cho mạng di động 4G Sau cố gắng nỗ lực học hỏi, nghiên cứu, luận... lưới không gian – thời gian (STTC) 42 2.2.1 S đồ 42 2.2.2 Thiết kế từ mã không - thời gian 47 2.2.3 Mã hóa/ giải mã STTC kênh fading phẳng 49 2.3 Mã lớp không gian